thiết kế trạm bơm trinh xá, bắc ninh

Đồ án tốt nghiệp

1

Thiết kế trạm bơm Trịnh Xá, Bắc Ninh

Gửi tin nhắn qua email or sdt 0986012484 để mình tặng bạn bản
cad và word nha - chúc bạn làm đồ án vui vẻ!

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU.................................................................................................................................... 7
CHƯƠNG 1 ............................................................................................................................... 8
TÌNH HÌNH CHUNG CỦA HỆ THỐNG............................................................................... 8
1.1.ĐẶC ĐIỂM VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN CỦA HỆ THỐNG .......................8
1.1.1.Vị trí địa lý .......................................................................................................... 8
1.1.2.Đặc điểm địa hình............................................................................................... 8
1.1.3.Đất đai thổ nhưỡng ............................................................................................. 8
1.1.4.Điều kiện khí tượng............................................................................................. 9
1.1.5.Điều kiện thủy văn ............................................................................................ 11
1.1.6.Địa chất, địa chất thủy văn ............................................................................... 13
1.1.7. Nguồn năng lượng và vật liệu xây dựng .......................................................... 14
1.1.8. Tình hình giao thông ........................................................................................ 14
1.2. TÌNH HÌNH DÂN SINH KINH TẾ ............................................................. 14
1.2.1. Đặc điểm dân số .............................................................................................. 14
1.2.2.Tình hình sản xuất nông nghiệp, phân bố các loại cây trồng và thời vụ.......... 15
1.2.3.Các ngành sản xuất khác .................................................................................. 15
1.2.4.Phương hướng phát triển kinh tế của khu vực ................................................. 15
CHƯƠNG 2 ............................................................................................................................. 17
HIỆN TRẠNG THỦY LỢI VÀ BIỆN PHÁP CÔNG TRÌNH............................................ 17
2.1.HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG THỦY LỢI ..................................................... 17
2.1.1.Công trình đầu mối ........................................................................................... 17

2.1.2 Hệ thống kênh mương....................................................................................... 17
2.2.TÌNH HÌNH ÚNG HẠN TRONG KHU VỰC VÀ NGUYÊN NHÂN ......... 18
2.2.1.Tình hình hạn hán ............................................................................................. 18
2.2.2.Tình hình úng .................................................................................................... 19
2.3.BIỆN PHÁP CÔNG TRÌNH THUỶ LỢI VÀ NHIỆM VỤ TRẠM BƠM
ĐẦU MỐI ............................................................................................................. 20

Sinh viên :

Lớp 46N1


Đồ án tốt nghiệp

2

Thiết kế trạm bơm Trịnh Xá, Bắc Ninh

CHƯƠNG 3 ............................................................................................................................. 21
TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN ........................................................................... 21
3.1.XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ TRẠM BƠM VÀ BỐ TRÍ TỔNG THỂ CÔNG TRÌNH
ĐẦU MỐI ............................................................................................................. 21
3.1.1.Xác định vị trí trạm bơm ................................................................................... 21
3.1.2.Xác định vị trí bể tháo ....................................................................................... 21
3.2.XÁC ĐỊNH CẤP CÔNG TRÌNH, TẦN SUẤT THIẾT KẾ ......................... 22
3.2.1.Xác định cấp công trình.................................................................................... 22
3.2.2.Xác định tần suất thiết kế .................................................................................. 22
3.3.TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH CÁC YẾU TỐ KHÍ TƯỢNG THUỶ VĂN
3.3.1.Phương pháp tính ............................................................................................ 22
3.3.2.Tính các lượng mưa thiết kế ............................................................................. 26

3.3.Tính các mực nước thiết kế ........................................................................... 27
3.4.TÍNH TOÁN LƯU LƯỢNG TRẠM BƠM................................................... 29
3.4.1.Tính toán giản đồ hệ số tưới ............................................................................. 29
3.4.2.Tính toán giản đồ lưu lượng tưới...................................................................... 50
3.4.3.Xác định Qtk, Qmax, Qmin cho trạm bơm ............................................................. 51
CHƯƠNG IV ........................................................................................................................... 52
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRẠM BƠM ................................................................................ 52
4.1.THIẾT KẾ KÊNH THÁO, KÊNH DẪN ...................................................... 52
4.1.1.Thiết kế kênh tháo ............................................................................................. 52
4.1.2.Thiết kế kênh dẫn .............................................................................................. 56
4.2.TÍNH TOÁN CÁC MỰC NƯỚC BỂ HÚT .................................................. 57
4.3.TÍNH TOÁN CÁC CỘT NƯỚC CỦA TRẠM BƠM ................................... 58
4.3.1.Tính toán cột nước thiết kế................................................................................ 58
4.3.2.Tính toán các cột nước thiết kế lớn nhất và nhỏ nhất của trạm bơm ............... 61
4.3.3.Tính toán các cột nước lớn nhất và nhỏ nhất ứng với tần suất kiểm tra (P 0.5% và
P 90% ).......................................................................................................................... 62
4.4.CHỌN MÁY BƠM, ĐỘNG CƠ KÉO MÁY BƠM ...................................... 63
4.4.1.Chọn máy bơm .................................................................................................. 63
4.4.2.Chọn động cơ điện ............................................................................................ 65
Sinh viên :

Lớp 46N1


Đồ án tốt nghiệp

3

Thiết kế trạm bơm Trịnh Xá, Bắc Ninh

4.4.3. Xác định cao trình đặt máy của các phương án .............................................. 66
4.4.4.Kiểm tra cao trình đặt máy :............................................................................. 68
4.4.5. Phân tích và lựa chọn phương án.................................................................... 69
4.4.6.Kết luận ............................................................................................................. 71
4.5. TÍNH CAO TRÌNH ĐẶT MÁY ................................................................... 71
4.6. THIẾT KẾ NHÀ MÁY ................................................................................. 72
4.6.1.Chọn loại nhà máy............................................................................................ 72
4.6.2.Cấu tạo và kích thước các bộ phận công trình nhà máy bơm .......................... 72
4.6.3.Tính toán cụ thể các kích thước nhà máy ......................................................... 77
4.6.4.Thiết kế tường chắn đất .................................................................................... 82
4.6.5.Thiết kế lưới chắn rác ....................................................................................... 82
4.7.THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH NGOÀI NHÀ MÁY ................................ 83
4.7.1.Thiết kế bể hút ................................................................................................... 83
4.7.2.Ống đẩy............................................................................................................. 84
4.7.3.Thiết kế bể tháo ................................................................................................. 85
4.8.TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ SƠ BỘ CÁC HỆ THỐNG THIẾT BỊ PHỤ
TRONG NHÀ MÁY ............................................................................................ 87
4.8.1.Hệ thống tiêu nước trong nhà máy ................................................................... 87
4.8.2.Hệ thống cung cấp nước kỹ thuật cho nhà máy ............................................... 89
4.8.3.Hệ thống bơm nước cứu hỏa ............................................................................ 93
4.8.4.Hệ thống bơm dầu ............................................................................................ 93
4.8.5.Hệ thống thông gió trong nhà máy ................................................................... 94
CHƯƠNG V ............................................................................................................................ 98
THIẾT KẾ SƠ BỘ HỆ THỐNG ĐIỆN ................................................................................. 98
5.1.CHỌN SƠ ĐỒ ĐẤU DÂY HỆ THỐNG ĐIỆN ............................................. 98
5.1.1.Yêu cầu của sơ đồ lưới điện .............................................................................. 98
5.1.2.Chọn sơ đồ đấu dây điện .................................................................................. 98
5.2.BỐ TRÍ HỆ THỐNG ĐIỆN .......................................................................... 99
5.2.1.Phần điện cao áp .............................................................................................. 99
5.2.2.Phần điện hạ áp .............................................................................................. 100

5.3.TÍNH TOÁN HỆ THỐNG ĐIỆN CAO ÁP ................................................ 100

Sinh viên :

Lớp 46N1


Đồ án tốt nghiệp

4

Thiết kế trạm bơm Trịnh Xá, Bắc Ninh

5.3.1.Chọn máy biến áp ........................................................................................... 100
5.3.2.Chọn dây dẫn cao thế ..................................................................................... 102
5.3.3.Chọn thiết bị đóng ngắt và bảo vệ chính .................................................. 103
5.4.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN HẠ ÁP ............................... 103
5.4.1.Chọn dây dẫn và thiết bị từ trạm biến áp vào tủ điện tổng ............................ 103
5.4.2.Chọn dây dẫn và thiết bị từ tủ điện tổng đến tủ điện từng động cơ................ 104
5.4.3.Chọn dây dẫn và thiết bị điều khiển từ máy biến áp phụ đến tủ điện tự dùng 106
CHƯƠNG VI ......................................................................................................................... 108
TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CÔNG TRÌNH ............................................................................ 108
6.1.MỤC ĐÍCH TÍNH TOÁN ........................................................................... 108
6.2.TÀI LIỆU DÙNG CHO TÍNH TOÁN ........................................................ 108
6.3.TRƯỜNG HỢP TÍNH TOÁN ..................................................................... 108
6.4.TÍNH SỨC CHỊU TẢI TIÊU CHUẨN CỦA NỀN R tc ............................. 109
6.4.1.Sức chịu tải tiêu chuẩn của nền trong trường hợp thi công xong chưa có nước109
6.4.2.Sức chịu tải tiêu chuẩn của nền trong trường hợp công trình làm việc bình thường
.................................................................................................................................. 109
6.5.TÍNH ỨN SUẤT ĐÁY MÓNG

 max,min

....................................................... 110

6.5.1.Xác định trục quán tính chính trung tâm của đáy móng nhà máy ................. 110
6.5.2.Xác định áp lực đất tác dụng lên tường hạ lưu nhà máy................................ 111
6.5.3.Xác định áp lực thủy tĩnh tác dụng lên tường hạ lưu nhà máy....................... 113
6.5.4.Xác định lực đẩy Acsimet tác dụng lên móng nhà máy .................................. 114
6.5.5.Xác định áp lực gió đẩy và gió hút tác dụng lên nhà máy.............................. 114
6.5.6.Xác định ứng suất đáy móng

 max,min

............................................................ 116

6.6.TÍNH ĐỘ LÚN ỔN ĐỊNH CHO CÔNG TRÌNH ....................................... 118
6.6.1. Tính ứng suất bản thân của đất ..................................................................... 118
6.6.2. Trường hợp vừa thi công xong chưa có nước ............................................... 118
6.2.3. Trường hợp công trình làm việc bình thường ............................................... 121
CHƯƠNG VII........................................................................................................................ 123
TÍNH TOÁN KẾT CẤU KHUNG NHÀ MÁY ................................................................. 123
7.1. SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN................................................................................... 123

Sinh viên :

Lớp 46N1


Đồ án tốt nghiệp

5

Thiết kế trạm bơm Trịnh Xá, Bắc Ninh

7.2. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG .......................................................................... 123
7.2.1. Tải trọng mái q1 ............................................................................................. 124
7.2.2. Tường đỡ mái tôn q2...................................................................................... 124
7.2.3. Bản thân xà ngang q3 .................................................................................... 125
7.2.4. Hoạt tải q4 ..................................................................................................... 125
7.2.5. Tải trọng gió đẩy q5....................................................................................... 125
7.2.6. Tải trọng gió hút q6 ....................................................................................... 126
7.2.7. Tải trọng của cột ............................................................................................ 126
7.2.8. Tải trọng gió đẩy phần trên mái P1............................................................... 126
7.2.9. Tải trọng gió hút phần trên mái P2 ............................................................... 126
7.2.10. Tải trọng tường dọc trên mái P3 ................................................................. 127
7.2.11. Tải trọng xà dọc P4 ..................................................................................... 127
7.2.12. Tải trọng do dầm cầu trục gây ra ................................................................ 127
7.2.13. Tải trọng do máng nước gây ra ................................................................... 128
7.2.14. Tải trọng lớn nhất khi cẩu máy.................................................................... 128
7.2.15. Tải trọng đặc biệt ......................................................................................... 128
7.3. TÍNH TOÁN NỘI LỰC .............................................................................. 128
7.4.TÍNH TOÁN CỐT THÉP............................................................................ 133
7.4.1Tính toán cốt thép cho dầm ngang .................................................................. 133
7.4.2. Tính toán cốt thép cho cột phía hạ lưu .......................................................... 139
7.4.3.Tính toán cốt thép cho cột phía thượng lưu.................................................... 145
7.5.KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN CHỊU LỰC SAU KHI BỐ TRÍ CỐT THÉP .... 150
CHƯƠNG VIII ...................................................................................................................... 152
TÍNH TOÁN HIỆU QUẢ KINH TẾ ................................................................................... 152
8.1MỤC ĐÍCH, Ý NHĨA, PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG TÍNH TOÁN .. 152

8.1.1. Mục đích, ý nghĩa........................................................................................... 152
8.1.2.Phương pháp................................................................................................... 152
8.1.3.Nội dung tính toán kinh tế............................................................................... 154
8.2.TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG XÂY DỰNG ............................................... 154
8.3.TÍNH DỰ TOÁN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH ......................................... 154

Sinh viên :

Lớp 46N1


Đồ án tốt nghiệp

6

Thiết kế trạm bơm Trịnh Xá, Bắc Ninh

8.3.1.Tính dự toán hạng mục nhà trạm, thiết bị cơ khí, thiết bị điện cao áp, hạ áp, lắp
đặt thiết bị của công trình ........................................................................................ 154
8.3.2.Tính tổng mức đầy tư xây dựng công trình..................................................... 155
8.4.TÍNH TOÁN CÁC LOẠI CHI PHÍ CỦA CÔNG TRÌNH ........................ 156
8.4.1.Chi phí quản lý vận hành

C QLVH

................................................................... 156

8.4.2.Chi phí thay thế C TT ....................................................................................... 157
8.4.3.Tổng chi phí của dự án C................................................................................ 157
8.5. TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ

KINH TẾ ............................................................................................................ 157
8.5.1.Tính toán chi phí và thu nhập trên một ha trước và sau khi xây dựng
công trình ........................................................................................................... 158
8.5.2.Xác định các chỉ tiêu hiệu quả .................................................................. 158
KẾT LUẬN ............................................................................................................................ 160
CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH ............................................................................ 161

Sinh viên :

Lớp 46N1


Đồ án tốt nghiệp

7

Thiết kế trạm bơm Trịnh Xá, Bắc Ninh

MỞ ĐẦU
Khu vực Bắc Đuống nằm giữa sông Cầu và Bắc sông Đuống, phía Tây giáp sông
Cà Lồ và huyện Đông Anh, Hà Nội. Bao gồm các huyện Yên Phong, Quế Võ, Từ Sơn,
Tiên Du, Thành phố Bắc Ninh và 6 xã của huyện Đông Anh, Hà Nội.
Dân số trong vùng khoảng 868232 người trên 80 % dân số sinh sống bằng nghề
nông. Đây là vùng đất gần trung tâm Hà Nội, giao thông đi lại rất thuận tiện. Đồng
thời đây cũng là vùng có điều kiện phát triển nông nghiệp, nhân dân ở đây đã nhanh
cóng tiếp thu và áp dụng những thành tựu khoa học kĩ thuật mới nhất trong sản xuất
nông nghiệp. Chính vì vậy ở đây nhà nước đã sớm đầu tư cho nông nghiệp như giống
lúa có năng suất cao, thời gian sinh trưởng ngắn, thấp cây và gieo trồng đại trà trong
vùng, đưa một vụ lúa lên hai vụ , hiện nay cây trồng vụ đông cũng đang được mở
rộng. Tuy nhiên thủy lợi vẫn là vấn đề quan tâm hàng đầu. Để đáp ứng nhu cầu về

nguồn nước tưới cho khu vực Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn đã có phương
án xây dựng trạm bơm Trịnh Xá. Đây là một công trình thủy lợi lớn phục vụ tưới cho
11200 ha đất canh tác thuộc các huyện Quế Võ, Từ Sơn, Tiên Du, Thành phố Bắc
Ninh và một phần của huyện Đông Anh. Với mục đích phát triển thâm canh tăng năng
suất, tăng vụ và thực hiện kế hoạch về yêu cầu lương thực của tỉnh Bắc Ninh.

Sinh viên :

Lớp 46N1


8

Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế trạm bơm Trịnh Xá, Bắc Ninh

CHƯƠNG 1

TÌNH HÌNH CHUNG CỦA HỆ THỐNG
1.1.ĐẶC ĐIỂM VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN CỦA HỆ THỐNG
1.1.1.Vị trí địa lý
Hệ thống thủy nông Bắc Đuống nằm giữa sông Cầu và Bắc sông Đuống :
-

Phía Bắc và Đông Bắc giáp sông Cầu.

-

Phía Nam và Đông Nam giáp sông Đuống.

-

Phía Tây giáp sông Cà Lồ và huyện Đông Anh - Hà Nội.

Tọa độ địa lý :

21°00' - 21°05' Bắc
105°45' - 106°15' Đông.

Hệ thống làm nhiệm vụ tưới tiêu cho các huyện : Yên Phong, Quế Võ, Từ Sơn,
Tiên Du, Thành phố Bắc Ninh và 6 xã của huyện Đông Anh, Hà Nội.
1.1.2.Đặc điểm địa hình
Địa hình của hệ thống thuộc vùng đồng bằng nhưng có nơi cao thấp xen kẽ và có cả
khu đồi núi. Hệ thống có hướng dốc chủ yếu từ Bắc xuống Nam và từ Tây sang Đông,
được thể hiện qua các dòng chảy bề mặt đổ về sông Đuống và sông Thái Bình. Vùng
cao ở phía Tây Đông Anh, Yên Phong(+7.00) thấp dần về phía Đông theo hướng chảy
của sông Ngũ Huyện Khê, Tào Khê, Kim Đôi là những sông nội địa (+3.00 đến
+2.50). Vùng đồng bằng thường có độ cao phổ biến từ 3 - 7 m, địa hình trung du (hai
huyện Quế Võ và Tiên Du) có độ cao phổ biến 300 - 400 m. Diện tích đồi núi chiếm tỷ
lệ nhỏ (0,53%) so với tổng diện tích, chủ yếu ở hai huyện Quế Võ và Tiên Du. Diện
tích phân bố theo độ cao như sau :
Dưới

+3.00 : 8620 ha
+3.00 đến +4.00 : 13954 ha
+4.00 đến +5.00 : 16620 ha
+5.00 đến +6.00 : 5244 ha

Trên +6.00 : 5562 ha

Diện tích của khu vực : 50000 ha. Trong đó có 32270 ha đất canh tác.
1.1.3.Đất đai thổ nhưỡng
Đất đai trong khu vực Bắc Đuống do phù sa của sông Hồng và sông Cầu bồi tụ. Từ
thực tế các công trình đã được xây dựng cho thấy tình hình địa chất vùng ven sông

Sinh viên :

Lớp 46N1


9

Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế trạm bơm Trịnh Xá, Bắc Ninh

Cầu tốt hơn các vùng ven sông Đuống. Đất đai trong khu vực hình thành hai loại
chính :
- Đất phù sa được bồi tụ thường xuyên là những đất ngoài bãi có hàm lượng phù sa
cao.
- Đất phù sa được bồi tụ không thường xuyên là loại đất trong đồng, chủ yếu là loại đất
thịt, hàm lượng chất dinh dưỡng thấp hơn ở ngoài bãi.
Để cải tạo đất thì ngoài biện pháp nông nghiệp khác thì biện pháp thủy lợi là giải
quyết tiêu úng cho những vùng trũng tạo điều kiện cho lấy nước phù sa cải tạo đất là
biện pháp quan trọng.
1.1.4.Điều kiện khí tượng
Khu vực Bắc Đuống nằm trong vùng đồng bằng Bắc Bộ nên mang đầy đủ các đặc
trưng của khí hậu nhiệt đới gió mùa của miền Bắc.
a. Nhiệt độ:
Nhiệt độ trung bình tháng khoảng 23.3ºC. Khí hậu trong vùng được chia thành hai

mùa rõ rệt :
Mùa mưa : Từ tháng IV đến tháng X, gió Đông - Nam, thời tiết nắng nóng nhiệt
độ cao nhất lên tới 37ºC.
Mùa khô : kéo dài từ tháng XI năm trước tới tháng III năm sau, gió mùa Đông
Bắc, thời tiết lạnh nhiệt độ thấp nhất có khi xuống tới 4ºC.
Bảng 1-1 : Nhiệt độ trung bình tháng trong nhiều năm (năm 1989)
Tháng 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Nhiệt 15.6 17.5 19.8 23.4 27.5 28.7 28.9 28.8 27.5 24.8 20.8 17.8
độ(ºC)
b. Độ ẩm và số giờ nắng :
Độ ẩm tương đối trung bình nhiều năm khoảng 82 %, độ ẩm lớn nhất vào tháng VIII
khoảng 86 %, độ ẩm nhỏ nhất vào tháng I khoảng 77 %.
Bảng 1-2 : Độ ẩm trung bình tháng trong nhiều năm (năm 1989)
Tháng

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Độ
ẩm(%)

78

83

86

86

84

83

83

86

85

80

78

78

Số giờ nắng trong năm : từ 1530 đến 1776 giờ.

c. Bốc hơi :

Sinh viên :

Lớp 46N1


10

Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế trạm bơm Trịnh Xá, Bắc Ninh

Lượng bốc hơi trung bình nhiều năm đo bằng ống Pichee khoảng 1100 đến 1300
mm, lớn nhất vào các tháng V, VI, VII trung bình khoảng 120 mm/tháng. Thấp nhất
vào các tháng II, III, IV trung bình khoảng 67 mm/tháng.
Bảng 1-3 : Lượng bốc hơi trung bình nhiều năm (năm 1989)
Tháng

1

2

3

Bốc
hơi
(mm)

109

85.9 67

4

5

6

7

8

9

10

11

12

77

123

118

122

100

100

121

111

109

d. Gió bão :
Hướng gió thịnh hành vào mùa đông là gó mùa Đông Bắc, tốc độ gió trung bình 10
m/s thường đem theo khí lạnh tràn về, gió mùa Đông Bắc thường kèm theo sương
muối gây khó khăn cho gieo trồng vụ đông.
Hướng gió thịnh hành vào mùa hè là gió Đông Nam, tốc độ gió trung bình từ 2 đến 2.5
m/s. Vào mùa này thường có bão từ tháng VI đến tháng IX, phổ biến là vào tháng VII,
VIII. Trung bình theo các năm thường xuất hiện ba cơn bão, nhiều nhất là sáu cơn bão,
có những năm xuất hiện bão lớn với tốc độ di chuyển lên tới 100 đến 120 km/h. Đi
kèm theo bão thường có mưa lớn kéo dài gây úng ngập trên diện rộng.
e. Lượng mưa :
Trong vùng có trạm đo mưa Quế Võ, trạm có số năm quan trắc trên 20 năm.
Lượng mưa phân bố không đều giữa các tháng trong năm và chia thành hai mùa rõ rệt
:
Mùa mưa : Từ tháng IV đến tháng X, lượng mưa chiếm 85 % lượng mưa cả
năm.
Mùa khô : Từ tháng XI đến tháng III, lượng mưa chiếm 15 % lượng mưa cả
năm.
Lượng mưa tập trung lớn nhất vào hai tháng VII và VIII chiếm 40 % lượng mưa cả
năm nhưng lại tập trung vào một số trận mưa lớn. Mỗi trận mưa lớn kéo dài từ 2 đến 5
ngày, cá biệt có trận kéo dài đến 9, 10 ngày.
Lượng mưa trung bình năm dao động trong khoảng 1400 đến 1600 mm, lượng

mưa đo ở các trạm sấp sỉ nhau.

Sinh viên :

Lớp 46N1


11

Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế trạm bơm Trịnh Xá, Bắc Ninh

Bảng 1- 4 : Lượng mưa bình quân tháng trong nhiều năm ở các trạm đo mưa
Tháng 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Cả
năm

Đáp
Cầu

15.6 18.9 23.8 106.4 160.3 205 236.8 296.8 189 133 66.6 15

1447

Đông
Anh

14.1 14.9 30.5 88.1

130

187 216

280

218 154 51.5 8

1408

Quế
Võ

13.6 13.3 24

113

152

188 187

303

204 126 38.8 10

1373

Từ
Sơn

10.7 15.2 15.7 100

164

202 226

275

185 130 38

Trạm

11.3 1374

1.1.5.Điều kiện thủy văn
Hệ thống Bắc Đuống liên quan trực tiếp đến hai sông chính là sông Cầu và sông
Đuống, ngoài ra còn có ba sông nội địa là Ngũ Huyện Khê, Tào Khê và Kim Đôi. Các
sông này có ảnh hưởng rất lớn đến việc tưới tiêu.
a. Sông Đuống :
Sông Đuống nối hệ thống sông Hồng và sông Thái Bình dài 65 km, chảy qua tỉnh
Bắc Ninh 39 km.
Các lưu lượng đặc trưng của sông như sau :
-

Qmax = 6950 m³/s

-

Qtb = 800 m³/s

-

Qmin = 28.8 m³/s

Lưu lượng kiệt bình quân là 44 m³/s (số đo tại trạm Thượng Cát ).
Mực nước sông dao động lớn giữa mùa kiệt và mùa lũ :
Hmax (20/8/1971) tại cầu Đuống là +12.96, tại Bến Hồ là +10.25.

Hmin (20/3/1966) tại cầu Đuống là +1.95, tại Bến Hồ là +0.8.
Đây là sông có hàm lượng phù sa cao nhất 1400 g/m³ (bình quân 300 đến 500
g/m³), tình hình bùn cát bồi lắng được xem xét theo tài liệu phân tích tại trạm Thượng
Cát trong mùa lũ :
Tháng VI : 738 g/m³

Tháng VII : 1054 g/m³

Tháng VIII : 1233 g/m³

Tháng 9 : 560 g/m³

b. Sông Cầu :
Sinh viên :

Lớp 46N1


Đồ án tốt nghiệp

12

Thiết kế trạm bơm Trịnh Xá, Bắc Ninh

Sông Cầu dài 290 km chảy qua tỉnh Hà Bắc cũ 110 km. Theo tài liệu đo đạc ở trạm
Đáp Cầu có :
Qmax = 1780 m³/s
Qmin = 34 m³/s
Mực nước lũ cao nhất Hmax tại Đáp Cầu : + 8.09 .
Mực nước kiệt thấp nhất Hmin tại Đáp Cầu : + 0.15.

Mực nước trung bình mùa lũ : + 3 đến +5.
Mực nước trung bình mùa kiệt : +0.5 đến +0.8.
Báo động 1 ở Đáp Cầu là +3.8.
Báo động 3 ở Đáp Cầu là +5.8.
Về mùa kiệt mực nước sông Cầu xuống thấp nên việc lấy nước gặp nhiều khó khăn.
Mực nước trên sông Cầu có ảnh hưởng lớn tới việc tiêu nước vào mùa lũ vì khi
mực nước sông Cầu thấp hơn mực nước sông Ngũ Huyện Khê thì mới có thể tiêu tự
chảy được, còn ngược lại thì phải tiêu bằng trạm bơm Đặng Xá mà khả năng tiêu của
trạm bơm tiêu của Đặng Xá hầu như không đáp ứng được yêu cầu tiêu của khu vực.
c. Các sông nội địa:
* Sông Ngũ Huyện Khê :
Phát nguồn từ Đầm Thiếp huyện Đông Anh - Hà Nội chảy qua Vực Dê, qua cống
Đặng Xá chảy ra sông Cầu , sông dài 46 km. Đầm Thiếp rộng từ 200 đến 500 m, dài 6
km. Tính từ Vực Dê tới cống Đặng Xá sông Ngũ Huyện Khê dài 40 km, lòng sông
rộng từ 30 đến 70 m, có đoạn sông rộng 150 đến 200 m, cao độ đáy 1 đến 2 m, bờ đê
có cao độ 7 đến 7.5 m. Sông Ngũ Huyện Khê có vị trí vô cùng quan trọng vì đây là
trục tiêu trục lấy nước của các trạm bơm. Nước tưới được lấy vào mùa kiệt qua cống
Long Tửu, Trịnh Xá dài 12 km thiết kế đáy (- 0.74).
* Ngòi Tào Khê :
Dài 37 km từ Ninh Hiệp - Hà Nội doạn từ cống Thịnh Liên về Hiền Lương dài 30
km lòng kênh rộng từ 20 đến 30 km, đáy ở cao độ - 0.35 đến + 2, mặt bờ có cao độ từ
+5.5 đến +5.7, có nhiều đoạn hầu như không có bờ đã nhiều lần lên kế hoạch nạo vét
nhưng chưa làm được. Đây là trục tiêu chính về Hiền Lương.
Đoạn từ La Miệt - Thái Hòa là trục tiêu của trạm bơm Thái Hòa. Trên ngòi cũng có
các đập điều tiết như cống Tri Phương, cống Cầu Sộp, cống Gốc Sữa, cống Cầu Trằm,
cống La Miệt, các công trình này điều tiết cho các trạm bơm tưới tiêu cục bộ trong khu

Sinh viên :

Lớp 46N1

Đồ án tốt nghiệp

13

Thiết kế trạm bơm Trịnh Xá, Bắc Ninh

vực nhưng nhiều năm nay đã không được nạo vét, việc bơm tiêu của Hiền Lương và
các trạm bơm khác gặp nhiều khó khăn.
* Ngòi Kim Đôi :
Dài 12.5 km phát nguồn từ Tiên Sơn, cao độ đáy từ +0.3 đến +1.8, lòng sông rộng
từ 10 đến 25 m, cao độ bờ từ +5 đến +6. Đến nay lòng ngòi không được nạo vét
thường xuyên nên bị bồi lắng nhiều.
Trước đây là ngòi tiêu tự chảy ra sông Cầu qua cống Kim Đôi, nay là trục tiêu
chính của trạm bơm Kim Đôi tiêu cho thành phố Bắc Ninh, Quế Võ, Tiên Sơn. Trên
ngòi có đập Vân để điều tiết giữa hai hệ thống tiêu của trạm bơm Kim Đôi và Đặng
Xá.
1.1.6.Địa chất, địa chất thủy văn
a. Điều kiện địa chất:
Trong phạm vi xây dựng đã tiến hành khoan kiểm tra sáu hố khoan ở Sông Tháp,
Đa Hội, Đồng Kỵ mặt đất tự nhiên trung bình ở cao độ + 5.1 . Từ trên xuống dưới có
các địa tầng như sau :
Đất sét dày 4 - 5 m gồm các loại nặng, trung bình, nhẹ có xen các lớp cát hay
thịt pha cát thỉnh thoảng lẫn một ít chất hữu cơ.
Lớp đất thịt nhẹ mỏng tiếp theo lớp đất sét nói trên dày khoảng 1 m. Lớp này
thỉnh thoảng có lẫn một ít chất hữu cơ và nhiều thớ cát.
-

Đất thịt pha cát dày 1 - 3 m có lẫn một ít chất hữu cơ.

Cát xuất hiện từ khoảng cao độ 0.00 trở xuống, tầng này chỗ mỏng nhất cũng
tới 10 m. Đây là loại cát trung lẫn mịn thỉnh thoảng có lẫn ít chất hữu cơ và sỏi nhỏ.
Chỉ tiêu cơ lý của cát như sau : W=23.3 %, γtn=1.8 T/m³, γk =11.46 T/m³ , φ =31º.
Móng công trình nằm ở cao độ - 2.16, như vậy là nằm trong tầng này. Sức chịu nén
tính theo công thức Torsaghi thích hợp với loại đất cát . Nếu lấy hệ số an toàn k=2 thì
q=1.6 kg/cm². Như vậy đảm bảo an toàn với trọng lượng công trình p=1.5 kg/cm².
b. Địa chất thủy văn :
Theo kết quả thí nghiệm mẫu nước thì với các mặt cắt ngang theo kết cấu công
trình ở độ sâu 0.5 m thì không có nước vì vậy an toàn với bất cứ loại xi măng nào.
Mực nước xuất hiện trung bình ở cao độ + 1, mực nước ổn định từ + 2.1 đến + 4.3.
Chênh lệch giữa hai mực nước trên từ 3 đến 4 m.

Sinh viên :

Lớp 46N1


Đồ án tốt nghiệp

14

Thiết kế trạm bơm Trịnh Xá, Bắc Ninh

1.1.7. Nguồn năng lượng và vật liệu xây dựng
Nguồn năng lượng cung cấp cho khu vực là đường điện 35 kv, cách địa điểm xây
dựng công trình 100 m chắc chắn sẽ đáp ứng được yêu cầu về công suất điện năng tiêu
thụ của trạm bơm.
Về nguồn vật liệu xây dựng thì tại nơi xây dựng trạm bơm có nhiếu lò sản xuất
gạch ngói. Còn các loại vật liệu khác phải chuyên trở từ nơi khác đến, không có khả

năng khai thác các vật liệu tại chỗ.
1.1.8. Tình hình giao thông
Nơi xây dựng trạm bơm nằm gần quốc lộ 1A, đường giao thông liên xã đẫn đến
nơi xây dựng trạm bơm cũng đã được trải nhựa rất thuận tiện cho việc chuyên trở vật
liệu, lưu thông hàng hóa và thúc đẩy kinh tế phát triển. Ngoài ra trong khu vực còn có
những tuyến đường bộ khác như 1B, đường 38 và đường 18; có cả tuyến đường sắt
quốc tế Hà Nội - Hữu Nghị Quan chạy song song với đường 1A, đường thủy qua sông
Cầu và sông Đuống. Nói chung tình hình giao thông đi lại trong vùng rất thuận lợi.
1.2. TÌNH HÌNH DÂN SINH KINH TẾ
1.2.1. Đặc điểm dân số
Đất đai của lưu vực sông Đuống hàng năm được phù sa bồi đắp thường xuyên nên
đất đai rất trù phú, màu mỡ. Dân cư sinh sống trong lưu vực lấy sản xuất nông nghiệp
là chủ yếu. Sự phân bố dân cư tương đối đồng đều, thành phố Bắc Ninh là nơi tập
trung đông dân cư nhất. Số người trong độ tuổi lao động tương đối cao trong đó có
trên 80 % làm nghề nông còn lại lao động trong các xí nghiệp, buôn bán ở thị trấn và
lám các nghề phụ như sản xuất vật liệu xây dựng, nghề thủ công….Nói chung đời sống
của người dân vẫn còn thấp.
Bảng 2 - 1 : Bảng thống kê dân số trong khu vực (năm 2004)
TT

Huyện, TP

Diện tích (km²)

Dân số

Mật độ DS (ng/km²)

1

TP Bắc Ninh

26.3

71000

2730

2

H. Quế Võ

170.7

145900

855

3

H. Tiên Du

108.2

125157

1177

4

H. Từ Sơn

61.4

114825

1905

5

H. Yên Phong

112.5

134600

1191

6

H. Đông Anh

182.3

276750

1544

661.4

868232

1567

Tổng số

Sinh viên :

Lớp 46N1


Đồ án tốt nghiệp

15

Thiết kế trạm bơm Trịnh Xá, Bắc Ninh

Dân số trong khu vực là 868232 người, mật độ dân số là 1567 người/ km². Cơ sở
hạ tầng khu vực tương đối hoàn thiện so với các vùng khác. Các điều kiện như nước
sinh hoạt, y tế, giáo dục, dịch vụ công cộng được chú ý. Mạng lưới điện được xây
dựng từ những năm 1970 đến nay đã được củng cố tốt hơn.
1.2.2.Tình hình sản xuất nông nghiệp, phân bố các loại cây trồng và thời vụ
Quá trình sản xuất nông nghiệp cho đến nay trong vùng hình thành ba vụ : vụ
Chiêm Xuân, vụ Mùa, vụ Đông.
- Vụ Chiêm Xuân : được gieo trồng từ cuối tháng 1 và thu hoạch vào tháng 5. Cây
trồng chính của vụ là lúa gồm các giống như NN8, X1, NN5,… Ngoài ra còn có các
cây trồng khác như ngô, khoai, rau, đậu…
- Vụ Mùa : được gieo trồng từ cuối tháng 6 và thu hoạch vào tháng 10. Cây trồng chủ
yếu là lúa, ngoài ra còn có thêm một số cây khác như ngô, khoai lạc…
- Vụ Đông : được gieo trồng vào cuối tháng 10 và thu hoạch vào cuối tháng 12. Cây

trồng chủ yếu là ngô, khoai, lạc,…
Hiện nay lúa vẫn là cây trồng chính, năng suất trung bình 3.5 tấn/ha. Cây hoa
mầuu và cây công nghiệp phát triển mạnh nhưng hệ số quay vòng còn thấp.
1.2.3.Các ngành sản xuất khác
Nhìn chung Công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp trong khu vực phát triển tương
đối nhanh, sự phân bố các khu Công nghiệp chủ yếu tập trung Từ Sơn mấy năm gần
đây mới phát triển mạnh về phía thành phố Bắc Ninh, Tiên Du, Quế Võ. Hoạt động
sản xuất chủ yếu trong các khu công nghiệp là sản xuất về : sắt thép, cơ khí, sản xuất
kính nổi… Các khu Công nghiệp này đã tạo việc làm cho khá nhiều lao động trong
vùng góp phần cải thiện đời sống vật chất cũng như tinh thần cho người dân. Bên cạnh
đó thì các ngành kinh tế - dịch vụ khác cũng phát triển không kém như : thương mại,
dịch vụ, thể thao,….và các làng nghề truyền thống : làng nghề gỗ mỹ nghệ Đồng Kỵ,
làng gò đúc đồng Đại Bái, làng tranh dân gian Đông Hồ, làng gốm Phù Lãng.…
1.2.4.Phương hướng phát triển kinh tế của khu vực
* Về nông nghiệp :
- Tận dụng đất đai hiện có kể cả ruộng ngập nước bỏ hoang để nâng cao hệ số quay
vòng ruộng đất và mở rộng diện tích vụ mùa.
- Tăng cường chỉ đạo giống cây trồng mới có năng suất và giá trị kinh tế cao, vừa cung
cấp cho nhu cầu sinh hoạt của nhân dân vừa tạo ra hàng hoá bán ra thị trường tăng thu
nhập cho nhân dân và xã hội.

Sinh viên :

Lớp 46N1


Đồ án tốt nghiệp

16

Thiết kế trạm bơm Trịnh Xá, Bắc Ninh

- Cải thịên cảnh quan môi trường và tạo điều kiện thuận lợi trong giao thông, sinh hoạt
của nhân dân trong vùng.
- Tưới tiêu chủ động, kịp thời cho toàn bộ diện tích canh tác của khu vực, tạo điều kiện
thuận lợi cho người lao động có khả năng thâm canh tăng vụ, tăng diện tích, tăng năng
suất và thay đổi các giống cây trồng năng suất cao và có giá trị kinh tế lớn.
- Từng bước nâng cao dần đời sống, văn hoá tinh thần cho người dân trong khu vực.
* Về công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp :
Trên toàn vùng định hướng phát triển kinh tế xã hội trong giai đoạn khá rõ nét, tập
trung nổi bật đối với vùng Tiên Du, Quế Võ. Định hướng chính là hình thành các khu
thể thao, du lịch, khu Công nghiệp và tập trung dân cư, đô thị dịch vụ.
Để đạt được những mục tiêu phát triển kinh tế xã hội trên thì yêu cầu đặt ra đối với
thuỷ lợi đó là :
- Có giải pháp về kĩ thuật nông nghiệp.
- Giải pháp về công trình, bổ sung và kiện toàn công trình đầu mối tưới tiêu.
- Cải tạo, nâng cấp hệ thống kênh mương nội đồng để chủ động tưới tiêu đáp ứng được
nhu cầu sinh trưởng của cây trồng.
Trong quy hoạch hoàn chỉnh hệ thống thủy nông Bắc Đuống của sở nông nghiệp
và phát triển nông thôn tỉnh Bắc Ninh đã có phương án xây dựng trạm bơm Trịnh Xá,
để nhằm mục đích phát triển nông nghiệp thâm canh tăng năng suất và thực hiện kế
hoạch về yêu cầu lương thực của tỉnh.
Hướng phát triển trong tương lai là duy trì tưới cho 11200 ha, tăng số vụ được ba
vụ lúa hoặc hai vụ lúa một vụ mầu. Dự kiến về sản lượng lúa cả năm tăng lên 4.8
tấn/ha.

Sinh viên :

Lớp 46N1

Đồ án tốt nghiệp

17

Thiết kế trạm bơm Trịnh Xá, Bắc Ninh

CHƯƠNG 2

HIỆN TRẠNG THỦY LỢI VÀ BIỆN PHÁP CÔNG TRÌNH
2.1.HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG THỦY LỢI
2.1.1.Công trình đầu mối
Hệ thống có các trạm bơm như : Hiền Lương, Kim Đôi, Hữu Chấp, Thọ Đức I,
Thọ Đức II, Xuân Viên,….
- Trạm bơm Kim Đôi : gồm 5 máy có Qtk = 15 m³/s. Trong đó làm nhiệm vụ tiêu cả 5
máy và tưới chỉ có 2 máy.
+ Nhiệm vụ tiêu : Diện tích tiêu F = 5023 ha, trục tiêu chính là ngòi Kim Đôi dài 12.5
km.
+ Nhiệm vụ tưới : Kênh tưới theo thiết kế đảm bảo dẫn lưu lượng hai máy Qtk = 6
m³/s, tưới cho 3000 ha.
- Trạm bơm Hiền Lương : Nhiệm vụ của trạm bơm tiêu là chính, gồm có 9 máy với Qtk
= 27 m³/s, diện tích tiêu F = 10833 ha. Trục tiêu chính là ngòi Tào Khê dài 37 km. Hệ
thống nội đồng có đầy đủ nhưng hoạt động lâu ngày không được tu sửa thường xuyên
nên hiệu quả giảm.
- Hệ thống các trạm bơm trục ngang :
+ Trạm bơm Tri Phương : gồm có 14 máy 1000 m³/h tưới cho 500 ha của Tri Phương
và 1100 ha của Cảnh Hưng.
+ Ven sông Cầu thuộc địa giới huyện Yên Phong có 9 trạm bơm với 54 máy 1000
m³/h ( Phù Cầm có 4 máy, Thọ Đức I có 4 máy, Thọ Đức II có 4 máy, Phấn Động có 4
máy, Đại Lâm có 4 máy, Vạn An có 10 máy, Ngô Khê có 4 máy, Xuân Viên có 10

máy, Hữu Chấp có 10 máy).
Ngoài các trạm bơm trên còn có các trạm bơm nhỏ khác.
Đánh giá hiện trạng : Các công trình này còn mang tính chất cục bộ cho từng tiểu
vùng, chưa có quy hoạch tổng thể cho toàn vùng. Hệ thống các trạm bơm tưới có năng
lực tưới thấp.
2.1.2 Hệ thống kênh mương
Hệ thống kênh mương trong khu vực hầu hết được xây dựng đã lâu lại bị bồi lắng
và xói lở nhiều. Hàng năm không đủ kinh phí nạo vét tu bổ hoàn thiện nên cũng ở
trong tình trạng xuống cấp nghiêm trọng ảnh hưởng đến khả năng tưới và tiêu úng.

Sinh viên :

Lớp 46N1


18

Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế trạm bơm Trịnh Xá, Bắc Ninh

Bảng 2 - 2 : Năng lực tưới theo hệ thống ở các huyện (đơn vị tính : ha)

TT

Huyện, thị

Kim Đôi Thái Hòa

Tổng

2042

Hiền
Lương

Đồng
Sài

Trạm do
XN quản

Trạm do
xã quản

1060

420

3906

6235

1526

2110

300

2885

1008

1

Tiên Sơn

2

Quế Võ

3

Yên Phong

1620

1110

4

TP Bắc Ninh

460

430

2042

1008

2.2.TÌNH HÌNH ÚNG HẠN TRONG KHU VỰC VÀ NGUYÊN NHÂN
2.2.1.Tình hình hạn hán
Các công trình thủy lợi được xây dựng trong hệ thống qua nhiều năm vận hành
khai thác đã góp phần không nhỏ cho phục vụ sản xuất nông nghiệp. Đảm bảo về cơ
bản diện tích tưới để hàng năm các huyện trong hệ thống gieo trồng được. Tuy nhiên
vẫn còn một số vùng bị hạn hán.
Bảng 2 - 3 : Diện tích hạn hán hàng năm
TT

Năm

Diện tích hạn (ha)

TT

Năm

Diện tích hạn (ha)

1

1980

4800

9

1988

4500

2

1981

6700

10

1989

4900

3

1982

5600

11

1990

3510

4

1983

11500

12

1991

6870

5

1984

8300

13

1992

7200

6

1985

9000

14

1993

6800

7

1986

5300

15

1994

5997

8

1987

7896

- Nguyên nhân :
+ Các đơn vị dùng nước không khai báo hết diện tích để hợp đồng và nghiệm thu tưới.
Công tác quản lý điều hành của hệ thống chưa
chặt chẽ nên thực tế tưới được cao hơn con số thống kê.
+ Do công trình hư hỏng nhiều, xuống cấp, không phát huy đủ năng lực thiết kế.

Sinh viên :

Lớp 46N1

19

Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế trạm bơm Trịnh Xá, Bắc Ninh

2.2.2.Tình hình úng
Từ quy hoạch hoàn chỉnh thủy nông (1972 - 1973) đến nay đã không ngừng xây
dựng bổ sung một số công trình tiêu úng nhưng việc tiêu úng vẫn gặp nhiều khó khăn,
gây ảnh hưởng lớn tới sản xuất nông nghiệp củ nhân dân trong vùng. Hiện nay cân đối
chung của cả hệ thống với các công trình đã có mới đảm bảo được mức độ tiêu ở hệ số
tiêu q = 3.5 l/s/ha nên diện tích úng và diện tích bấp bênh còn nhiều. Thường một năm
diện tích bị úng từ 3000 đến 5000 ha, năm cao lên đến 9000 ha
Bảng 2 - 4 : Diện tích úng một số năm
TT

Năm

Tổng diện tích
úng (ha)

Diện tích mất
trắng (ha)

1

1980

9785

4966

2

1981

255

87

3

1982

3516

592

4

1983

5451

2490

5

1984

1368

538

6

1985

13687

10306

7

1986

13915

7486

8

1987

2432

552

9

1988

550

120

10

1989

1682

462

11

1990

8847

5536

12

1991

1594

390

13

1992

9009

1286

14

1993

1250

850

15

1994

5545

1354

Ghi chú

Phân lũ vào Tiên
Sơn úng lớn nhất

- Nguyên nhân :
+ Lượng mưa trong vùng mấy năm gần đây lớn hơn so với trước đây.
+ Các công trình tiêu xây dựng trước năm 1970 thời gian sử dụng đã hơn 30 năm,
công suất của máy bơm chỉ bằng (60 - 70 %) lúc mới sử dụng, do đó yêu cầu về tiêu
không đáp ứng được.

Sinh viên :

Lớp 46N1


Đồ án tốt nghiệp

20

Thiết kế trạm bơm Trịnh Xá, Bắc Ninh

+ Vùng tiêu chưa khép kín nên nước tràn khu cao đổ xuống khu thấp làm cho vùng
trũng càng bị ngập úng hơn.
+ Kênh mương trong vùng bị bồi lấp nên khả năng chuyển nước tiêu kém.
+ Nguồn điện cung cấp cho các trạm bơm không kịp thời.
+ Công tác quản lý công trình còn bị động, còn mang tính chất cục bộ địa phương.
+ Các công trình hiện trạng được thiết kế với hệ số tiêu nhỏ hơn so với yêu cầu hiện
tại.
2.3.BIỆN PHÁP CÔNG TRÌNH THUỶ LỢI VÀ NHIỆM VỤ TRẠM BƠM ĐẦU
MỐI
Từ kết quả thống kê về tình hình úng hạn cho thấy hai vấn đề cần thiết phải giải
quyết :
- Diện tích bị chậm nước và bị hạn còn nhiều (thường từ 7000 đến 8000 ha, năm cao
lên tới 11500 ha).

- Việc tiêu úng vẫn gặp nhiều khóa khăn gây ảnh hưởng lớn đến sản xuất nông nghiệp
của nhân dân trong vùng. Hiện nay cân đối chung của cả hệ thống các công trình đã có
mới đảm bảo mức độ tiêu ở hệ số tiêu q = 3.5 l/s/ha nên diện tích úng và diện tích bấp
bênh còn nhiều. Thường hàng năm diện tích bị úng từ 3000 đến 5000 ha, năm cao lên
tới 9000 ha.
Biện pháp công trình thủy lợi :
- Tu sửa các kênh mương tiêu của các khu và bờ vùng giữ nước hoàn chỉnh từ nội
đồng đến đầu mối.
- Cải tạo nâng cấp các trạm bơm tiêu lớn như Kim Đôi, Hiền Lương, Đặng Xá.
- Bổ sung một số trạm bơm tiêu mới (Cầu Tó, Long Khê, Khu Châu Cầu, Quế Võ) để
tiêu hết cho lưu lượng thiếu hụt.
- Giải quyết hạn cho khu vực bằng biện pháp cụ thể sau :
+ Nạo vét sông Ngũ Huyện Khê để dẫn nước từ Long Tửu về Trịnh Xá.
+ Xây dựng trạm bơm Trịnh Xá ở phía hữu ngạn sông Ngũ Huyện Khê và hệ thống
kênh để tưới cho các vùng bị hạn của các huyện : Tiên Du, Từ Sơn, Quế Võ, Thành
phố Bắc Ninh với tổng diện tích tưới F = 11200 ha.

Sinh viên :

Lớp 46N1


21

Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế trạm bơm Trịnh Xá, Bắc Ninh

CHƯƠNG 3

TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN
3.1.XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ TRẠM BƠM VÀ BỐ TRÍ TỔNG THỂ CÔNG TRÌNH
ĐẦU MỐI
3.1.1.Xác định vị trí trạm bơm
Việc chọn vị trí trạm bơm phải xét đến các vấn đề :
- Đảm bảo an toàn chống lũ cho động cơ trong mùa mưa lũ.
- Đảm bảo việc tưới tiêu thuận tiên.
- Việc vận chuyển giao thông dễ dàng, giảm khối lượng đào đắp, lợi dụng thông gió tự
nhiên.
Xuất phát từ các yêu cầu trên và kết hợp với việc khảo sát thực địa ven theo hữu
ngạn sông Ngũ Huyện Khê em quyết định chọn vị trí trạm bơm Trịnh Xá ở hữu ngạn
sông Ngũ Huyện Khê cách sông 200 m.
3.1.2.Xác định vị trí bể tháo
Bể tháo phải bảo đảm được mực nước yêu cầu ở đầu kênh tưới khi máy bơm làm
việc với lưu lượng thiết kế, ngoài ra nên bố trí ở phần đất nguyên thổ, khối lượng đào
đắp ít nhất, chiều dài ống đẩy ngắn nhất, bể tháo ổn định không bị nứt gãy.

1

2

5
3

7
6

4

Hình 1 : Sơ đồ bố trí tổng thể công trình đầu mối

1 - Sông; 2 - Kênh dẫn; 3 - Bể hút; 4 - Nhà máy; 5 - Ổng đẩy; 6 - Bể tháo; 7 - Kênh dẫn

Sinh viên :

Lớp 46N1


Đồ án tốt nghiệp

22

Thiết kế trạm bơm Trịnh Xá, Bắc Ninh

3.2.XÁC ĐỊNH CẤP CÔNG TRÌNH, TẦN SUẤT THIẾT KẾ
3.2.1.Xác định cấp công trình
Trạm bơm Trịnh Xá tưới cho 11200 ha, theo quy phạm TCXDVN 285 - 2002 quy
định công trình này thuộc công trình cấp II.
3.2.2.Xác định tần suất thiết kế
Tần suất thiết kế là số năm làm việc đảm bảo đủ công suât thiết kế trong 100 năm
khai thác liên tục. Tần suất thiết kế được xác định theo qui phạm tính toán về mức đảm
bảo của các công trình thuỷ lợi phục vụ cho các ngành kinh tế( TCXDVN 285-2002).
Với đối tượng phục vụ là tưới ruộng thì tần suất thiết kế được lấy là P=75%.Ứng với
cấp công trình quy định tần suất để tính toán như sau :
- Tần suất thiết kế :
Mực nước ứng với tần suất thiết kế : Ptk = 75 %.
- Tần suất kiểm tra :
+ Tần suất ứng với lưu lượng và mực nước lớn nhất : P = 0.5 %.
+ Tần suất ứng với lưu lượng và mực nước nhỏ nhất : P = 90 %.
3.3.TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH CÁC YẾU TỐ KHÍ TƯỢNG THUỶ VĂN
3.3.1.Phương pháp tính

Các yếu tố khí tượng thủy văn cần tính ở đây gồm các lượng mưa thiết kế và các
loại mực nước thiết kế. Hiện nay có nhiều phương pháp để tính toán các yếu tố khí
tượng thuỷ văn như: phương pháp căn nguyên dòng chảy, phương pháp tương tự thủy
văn, phương pháp thống kê xác suất. Trong các phương án này thì phương pháp thống
kê xác suất được sử dụng rộng rãi hơn cả nên trong đồ án trình bày theo phương pháp
thống kê xác suất. Cơ sở lý luận của phương pháp: coi các hiện tượng khí tượng là các
hiện tượng ngẫu nhiên được đo trong nhiều năm.
Trình tự xác định như sau :
a. Vẽ đường tần suất kinh nghiệm
- Chọn liệt số liệu thống kê tương ứng X (Xvụ, Xnăm, Hvụ, Hnăm, Hmax) bằng cách mỗi
năm lấy một số liệu trong liệt năm đo đạc.
Trong đó :
Xvụ : Tổng lượng mưa vụ của năm;
Xnăm : Tổng lượng mưa của năm;
Hmax : Mực nước lớn nhất trong năm;

Sinh viên :

Lớp 46N1


23

Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế trạm bơm Trịnh Xá, Bắc Ninh

Hvụ : Mực nước trung bình vụ của năm;
Hnăm : Mực nước trung bình năm;
- Sắp xếp số liệu theo thứ tự giảm dần (từ lớn đến nhỏ)

- Tính tần suất kinh nghiệm Pi theo công thức :
+ Công thức xác suất cổ điển:

P

m
n

+ Công thức kỳ vọng:

P

m
n 1

+ Công thức trung bình:

P

m - 0,5
n

+ Công thức số giữa:

P

m  0,3
n  0,4

Trong đó:

m: số thứ tự của số liệu Xi tương ứng trong bảng sau khi sắp xếp;
n: số năm của liệt số liệu chọn tính toán .
Nhận xét:
- Trong thuỷ văn để tính toán tần suất kinh nghiệm người ta không sử dụng công thức
xác suất cổ điển P 

m
, bởi theo công thức này thì giá trị nhỏ nhất của chuỗi số sẽ có
n

xác suất P=100% (khi m=n) điều này vô lý.
- Công thức kì vọng thường cho kết quả an toàn hơn, được tính cho dòng chảy lũ, mưa
lũ.
- Công thức số giữa thường tính cho dòng chảy năm và mưa năm.
Vì vậy ta sử dụng công thức kỳ vọng để tính toán tần suất kinh nghiệm.
Chấm các điểm có tọa độ (Xi;Pi) lên giấy tần suất ta được các điểm tần suất kinh
nghiệm.
b. Vẽ đường tần suất lý luận
Đường tần suất lí luận là một đường cong trơn vẽ từ một hàm phân phối xác suất
nào đó phù hợp với đường tần suất kinh nghiệm.
Có 3 phương pháp vẽ đường tần suất lý luận:

Sinh viên :

Lớp 46N1


24

Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế trạm bơm Trịnh Xá, Bắc Ninh

 Phương pháp Momen
Cơ sở của phương pháp cho rằng các đặc trưng thống kê Xbq,Cv,Cs được tính từ
chuỗi số liệu thực đo X1, X2,X3,…Xn bằng các đặc trưng thống kê tương ứng của tổng
thể.
Các công thức tính toán :
n

X

Xi

i 1
n
n

 (X

i

 X) 2

i 1

CV 

( n  1) X
n

 (X
Cs 

i

 X) 3

i 1

( n  3)C 3V X 3

Trong đó :

X : Trị số bình quân của đại lượng thống kê cần tính toán;
X i : Giá trị của đại lượng thống kê năm thứ I;
n : số năm của chuỗi số liệu;
CV : Hệ số phân tán;
CS : Hệ số thiên lệch.
Dựa vào các thông số này, sử dụng công thức phân phối xác suất Pearson III để
tính toạ độ của đường tần suất lý luận.
Xp = (p. Cv + 1). X
Trong đó:
p
Xp :

: Hàm số phụ thuộc vào Cs và P
Lượng mưa vụ ứng với xác suất P

Ưu nhược điểm của phương pháp :

- Phương pháp mômen cho kết quả tính toán khách quan, song gặp trường hợp có điểm
đột xuất không xử lý được và thường cho kết quả thiên nhỏ khi tính các số đặc trưng
thống kê.

Sinh viên :

Lớp 46N1


Đồ án tốt nghiệp

25

Thiết kế trạm bơm Trịnh Xá, Bắc Ninh

- Phương pháp kiểm tra sự phù hợp của mô hình xác suất giả thiết với chuỗi số liệu
thực đo bằng phương pháp thống kê thường không đủ nhạy để phản ánh sự đầy đủ, sự
khác nhau giữa mô hình giả thiết và mô hình thực tế.
 Phương pháp thích hợp
Khác với phương pháp Momen, phương pháp thích hợp cho rằng có thể thay đổi
các thông số đặc trưng thống kê trong chừng mực nhất định sao cho mô hình xác suất
giả thiết (đường tần suất lí luận) phù hợp nhất với chuỗi số liệu thực đo.
Có Xbq,Cv, dựa vào đường tần suất kinh nghiệm cho CS=mCv (m lấy theo kinh nghiệm)
Để xác định toạ độ đường tần suất có thể dùng 2 loại bảng:
- Loại 1: cho trực tiếp trị số Kp nếu biết Cs,Cv,P.
- Loại 2: Cho khoảng lệch tung độ đường tần suất so với Xbq bằng một trị số tính theo
công thức: Kp=pCv+1
Có Kp tính được trị số Xp theo công thức: Xp=Kp.Xp
Chấm các điểm của đường tần suất lí luận lên giấy tần suất đã vẽ đường tần suất kinh
nghiệm. Nếu 2 đường phù hợp với nhau thì có thể xem trị số m giả thiết là chính xác.

Nếu 2 đường đó không trùng nhau thì cần phải phân tích ảnh hưởng của các đặc trưng
đó ảnh hưởng mà chủ yếu là thay đổi Cv, giá trị thay đổi không quá 10% giá trị tính
được ở trên.
Ưu nhược điểm của phương pháp :
Phương pháp này cho ta khái niệm trực quan, dễ dàng nhận xét xử lý điểm đột xuất.
Song việc đánh giá tính phù hợp giữa đường tần suất lý luận và kinh nghiệm còn phụ
thuộc vào chủ quan người vẽ.
 Phương pháp 3 điểm
Giống như phương pháp thích hợp dần, phương pháp 3 điểm cũng lấy sự phù hợp
giữa đường tần suất lí luận với điểm tần suất kinh nghiệm làm chuẩn mực,nhưng khác
ở chỗ phương pháp này không cần tính trước các đặc trưng thống kê Xbq, Cv,Cs mà
tính theo 3 điểm chọn trước, cách làm như sau:
- Sắp xếp số liệu
- Vẽ đường tần suất kinh nghiệm
- Chọn 3 điểm (X1,P1), (X2,P2), (X3,P3) trên đường tần suất kinh nghiệm, trong đó
P2=50% còn P1, P3 đối xứng qua P2.
Có: X1=.1+X
X2=.2+X
Sinh viên :

Lớp 46N1